(2.3.22)
где Рп — плотность частицы, кг/м3.
Установившуюся скорость падения частиц пыли шарообразной формы можно определить по упрощенной формуле:
(2.3.23)
Если Fn < Fr, (положение III, рис.2.3.12), то пылинка будет витать в воздухе.
Степень воздействия пыли на кожу, дыхательные органы, глаза зависит от физико-химических свойств пыли, ее токсичности и дисперсности, а также концентрации.
По крупности частичек пыль подразделяется на три класса:
I класс – пыль с размерами частиц 30-40 мкм (видимая). Такая пыль видна невооруженным глазом, в спокойном состоянии оседает с возрастающей скоростью, подчиняясь закону Ньютона. Эти частицы пыли способны к коагуляции и диффузии, хорошо задерживаются бумажными и ватными фильтрами.
II класс – пыль с размерами частиц от 0,1 до 30 мкм (микроскопическая). Эти частицы пыли не видны невооруженным глазом, а различимы в проходящем и отраженном свете под микроскопом. В неподвижном воздухе они оседают с постоянной скоростью, подчиняясь закону Стокса. Эти частицы пыли частично коагулируют, задерживаются на бумажных фильтрах.
III класс – пыль с размерами частиц менее 0,1 мкм (ультрамикроскопическая). Такая пыль обнаруживается только в темном поле (ультрамикроскопирование), не осаждается даже в неподвижном воздухе, находится в постоянном движении, подчиняясь законам теплового (Броуновского) движения не задерживается на бумажных фильтрах.
Существуют классификации, основанные на составе вещества пылинок. Пыль, находящуюся в дисперсной фазе, можно разделить на органическую, неорганическую и смешанную.
К органической относится пыль животного и растительного происхождения: древесная, хлопчатобумажная и другие. К неорганической относится пыль минеральная, кварцевая, керамическая, цементная, металлическая и т.д.
В зависимости от заряда пыль подразделяется на: положительно заряженную; отрицательно заряженную; нейтральную.
По вредности пыль разделяется на инертную и агрессивную (вступающую в химическое взаимодействие с организмом).
В зависимости от отношения к возгоранию пыль подразделяется на: горючую; негорючую; взрывопожароопасную.
Разновидностями аэрозолей являются: дым (взвешенные в воздухе твердые частички), туман (взвешенные в воздухе капли жидкости).
Классификация способов борьбы с пылью
Средства защиты от пыли разделяются на общие, с помощью средств обеспечивается улучшение условий труда в производственном помещении в целом или на рабочих местах вблизи источников пылеобразования, и индивидуальные, применение которых защищает органы дыхания, лицо и глаза рабочих. К общим средствам защиты относятся системы естественной и искусственной вентиляции, применение различных пылеулавливающих аппаратов для удаления пыли из помещений и рабочих зон непосредственно от мест её образования и ряд организационных мер, направленных на снижение запыленности и уборку пыли на промышленных и рабочих местах. Очистка воздуха от пыли рабочих помещений осуществляется путем улавливания и осаждения ее специальными устройствами. Пылеулавливающие аппараты основаны на различных принципах и имеют разнообразные конструктивные решения. В связи с этим предложены различные классификации пылеулавливающих устройств. Все пылеулавливающие устройства можно разделить на четыре большие группы (рис.2.3.13.): а) сухие, механические аппараты; б) аппараты с применением воды; в) аппараты с применением фильтров; г) комбинированные устройства.
Правильное применение аппаратов любой группы дает положительный эффект по улавливанию пыли. Однако при выборе устройств необходимо учитывать их недостатки. Так, сухие механические аппараты характеризуются вторичным уносом пыли, имеют большие габариты (пылеотстойные камеры), ограниченные области применения по крупности пыли.
Рис. 2.3.13. Пылеочистные устройства
Аппараты с применением воды характеризуются потреблением большого ее количества. Использование воды требует дорогостоящей очистки и постройки соответствующих сооружений. В аппаратах с применением воды образуются наросты и кислые жидкости. Существенным недостатком устройств этой группы является вынос частиц жидкости, что отрицательно сказывается на здоровье людей и технологическом оборудовании. Аппараты с применением фильтров обычно очень дорогие, требуют регенерации фильтрующего материала или его замены. Электрофильтры характеризуются обратным взметыванием пыли. Электрофильтры категорически запрещается применять, если пыль обладает взрывчатыми свойствами: эта группа аппаратов требует постоянного квалифицированного ухода.
Комбинированным устройствам присущи недостатки тех пылеочистных аппаратов, которые используются в I, II, III группах. Такая классификация дает возможность с учетом технологии работ выбрать эффективные и экономически более выгодные пылеулавливающие аппараты и способствовать сохранению окружающей среды.
Сухие механические аппараты
Принцип работы пылеосадительных камер основан на использовании силы тяжести при медленном движении пылевого потока в камере. На частицу пыли с одной стороны действует сила воздушного потока, которая заставляет пылинку двигаться вдоль камеры со скоростью:
, (2.3.24)
где L - длина пылеосадительной камеры, м;
t — время движения частицы пыли, с.
На частицу пыли действует сила тяжести, заставляя частицу падать в спокойной среде со скоростью, определяемой по формуле (2.3.22). Тогда скорость движения в пылеосадительных камерах будет равна:
, (2.3.25)
где W1 — суммарная скорость движения пылинки в камере, м/с. Используя выражения (2.3.23) и (2.3.24), получим:
(2.3.26)
Тогда время пребывания пылинки в камере определяем из выражения:
или 
, (2.3.27)
где t1 — время пребывания пылинки в камере, с.
Пропускная способность камеры равна:
(2.3.28)
где Q – пропускная способность камеры, м³/с;
H, L, b – соответственно высота, длина, ширина камеры, м.
Подставив в уравнение (2.30) выражение (2.29), получим:
. (2.3.29)
Таким образом, основными параметрами, определяющими эффективность аппаратов по степени очистки в зависимости от диаметра и плотности вещества частиц (2.3.26), являются высота и длина пылеотстойных камер (2.3.29). Как показывает формула (2.3.25), резкое уменьшение скорости движения воздуха увеличивает эффективность улавливания пыли. При скоростях движения воздуха 0,3 - 0,4 м/с улавливаются частицы пыли диаметром 15-25 мкм. Для уменьшения скорости воздуха до 0,02-0,01 м/с приходится строить камеры большого сечения. Вторым направлением по повышению эффективности улавливания пыли в камерах (рис.2.3.14) является устройство перегородок, лабиринтов, полок и других устройств и приспособлений, устанавливаемых на пути движения запыленного воздуха. Это направление дает возможность более эффективно использовать скорость осаждения W1 за счёт силы тяжести (2.3.26) и использовать эффект оседания и прилипания к поверхности частиц пыли.
Скачать реферат